• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.61-69
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• 2015

현무암과 포놀라이트 조성을 가진 마그마는 분화 양상과 거시적 물성에서 많은 차이를 보이나 이에 대한 원자구조 단위의 근본적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 일차원과 고해상도 이차원 고상 핵자기공명 분광분석(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)을 이용하여 현무암질 마그마의 모델인 투휘석과 아노르다이트 공융점 조성을 가진 비정질 규산염과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 Al 주변 원자 구조를 관찰하였다. $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과 두 조성 모두 Al 피크가 지배적인 것을 보여주며 현무암 조성의 비정질 규산염의 피크 반치폭이 포놀라이트 조성보다 약 2배 더 넓은 것으로 관찰된다. 이것은 현무암질 조성에서의 Al 주변의 위상 무질서도가 포놀라이트 조성보다 높다는 것을 의미한다. $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 Al과 Al이 구별되어 관찰되며 현무암 조성의 비정질 규산염에서 포놀라이트 조성에는 관찰되지 않는 Al이 약 3.3% 관찰된다. 이는 현무암질 마그마가 포놀라이트 마그마에 비해 Al 주변의 배열 무질서도가 더 큰 것을 의미한다. 사중극자 상호관계를 설명하는 계수 또한 현무암 조성의 비정질 규산염이 포놀라이트 조성의 비정질 규산염에 비해 큰 값을 나타내며 이것 또한 Al 주변의 위상 무질서도가 더 큰 것을 확증해준다. 본 논문에서 규명한 현무암과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 원자 구조 차이는 점성도와 같은 조성에 따른 마그마의 물성 차이에 대한 미시적 기원을 제시한다.

• 암석학회지
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• 제7권1호
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• pp.27-36
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• 1998

대구-경주지역에 분포하는 백아기 화산암류는 하부로부터 학봉현무암질암류, 채약산현무암지람류 및 유천층군의 주사산안산암질암류와 운문사유문암질암류 등으로 구성된다. 학봉현무암질암류는 신라역 암층을 덮고 있으며 이와 그 상위에 높이는 채약산현무암질암류 사아이네느 두께 앞 2400 m에 달하는 함안층, 반야월층 및 송내동층의 두터운 퇴적암층이 높여 있고 채약산현무암질암류와 주사산암산암질암류 사이에는 두께 300 m 가량의 건천리층이 개재되어 있어 이들 화산암류는 상당한 시간적, 위치적 공간을 사이에 두고 일어난 화산활동의 산물인 만큼 이들은 각기 상이한 암석학적 특성을 지니고 있음이 들어난다. 주성분 지호학적 특성에 있어서 학봉현무암질암류와 채약산현무암질암류는 알카리계열의 특성을 보이며 주사산안 산암질암류는 포함지역의 제 3기 현무암/안산암류와 흡사하게 칼크알카리게열에 속한다. 반면 Nb, Y, Zr, Ti 등 저변성작용에서도 이동성이 매우 적은 원소에 의하면 학봉현무암질암류는 알카리에서 칼크알카리계열에 속하는 모마그마형을 보이나 스필라이트질인 채약산현무암질암류는 주사산암산암질암류와 유사한 칼크알카리게열의 모마크마로 부터 유래했음을 보여준다. 이러한 모마그마와 그 산물의 상이성은 마그마의 상승과정을 통한 지각물질에 의한 혼염작용 혹은 분출한 다음에 있었던 변질작용등에 의한 것으로 해석될 수도 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제26권3호
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• pp.363-370
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• 1993

옥천대에는 다양한 종류의 화산암이 산출하며, 특히 문경지역을 중심으로 다양한 두께의 조립현무암질 암상이 다수 관찰된다. 이런 암류에 대한 과거의 지구화학적 연구에서는 전암성분의 계통적인 변화를 마그마의 분별정출작용에 의한 것으로 해석하였다. 상내리지역에 분포한 조립현무암질 암상중 가장 잘 분화된 두번째 암상은 수직적으로 광물입자의 발달이 현저하게 변화하며, 그에 따라 전암성분도 계통적으로 변화한다. 이러한 성분변화가 마그마의 분별정출작용에 의한 것인지를 확인하기위하여 광물의 입출에 대한 최소자승법을 이용하였으며, Iwamori (1989)의 컴퓨터프로그램을 사용하였다. 계산 결과는 암상에서 보여준 선암성분의 변화는 분별정출작용에 의한 것이 아니라, 마그마의 관입전이나 관입직후에 만들어 졌을것으로 보여지는 반정들(감람석, 사장석, 단사휘석, 자철석)의 차별적 집적에 의한 것으로 나타났다. 또한 분화의 최종산물인 Patch 형태의 백색산성암은 분별작용의 결과임이 분명하다.

• 암석학회지
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• 제12권1호
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• pp.32-52
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• 2003

경상분지 내 유천소분지의 동남단에 위치하는 부산 백양산 일대에 분포하는 백악기 화산암류는 안산암질암류를 하위에 두고서 그 상부에 유문암질 화성쇄설암류가 놓이며, 이들은 화강반암, 규장암, 흑운모화강암에 의해 관입되어 있는 화산-심성암체이다. 이 지역 화산암류의 SiO$_2$ 함량은 52.4∼75.4 wt.%로, 대부분 medium-K 또는 high-K의 안산암에서 유문암에 이르는 암형을 보인다. SiO$_2$ 함량이 증가함에 따라 TiO$_2$, CaO, Fe$_2$O$_3$$^{t}$ , MnO, MgO 등의 함량은 점진적으로 감소하며, $K_2$O의 함량은 증가하고, $Na_2$O는 다소 분산되나 미약하나마 증가하는 경향을 나타낸다. 미량원소와 희토류원소의 패턴, 조구조 판별도는 본 역의 화산암류가 해양판의 섭입과 관련되어 형성된 칼크-알칼리 계열의 화성암류임을 시사해 주며, 공간적으로 대륙연변부를 통과한 대륙(화산)호에 속함을 보여준다 본 역의 현무암질 안산암 마그마는 섭입과 관련하여 상부 맨틀의 맨틀 웨지로부터 생성된 현무암질 초생 마그마로부터 분별정출작용에 의해 만들어졌을 가능성이 크다. 또한 지화학적으로 현무암질 안산암과 안산암류에서 유문암질암류(화강반암)으로 갈수록 불호정 원소의 증가, 호정성 원소의 감소, 희토류 원소 패턴에서 보이는 Eu의 부(-) 이상 증가 등은 본 역의 유문암질(화강암질) 마그마가 안산암질 마그마로부터 분별정출작용에 의해 진화되었을 가능성이 크다는 것을 시사해 준다. 즉, 본 역을 이루는 암석들을 형성한 근원마그마의 기원은 동일하며. 주로 사장석, 휘석, 그리고 각섬석의 분별결정작용을 통하여 현무암질 안산암 안산암 유문암질암류(화강암질암류)로 분화되었다.

• 암석학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-18
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• 1997

이 연구에서는 한반도 남해안 도서지역중 거제도 일대의 화산암류를 대상으로 암석 기재, 암석화학적 특성을 알아보고, 화산암류의 조구적 위치 및 성인에 대하여 고찰하고자 한다. 본 역의 화산암류는 백악기의 퇴적암층을 기반으로 피복하여 주로 안산암질 화성쇄설암과 용암류가 교호로 누적된 산상 즉, 최하부는 두터운 화산각력암, 응회각력암 및 라필리응회암 누층으로 구성되고, 상부로 감에 따라 상대적으로 안산암 용암류가 라필리응회암과 응회암을 협재하며 빈번하게 노출되고 최상부에는 데사이트-유문암질 용결회류응회암류가 분포한다. 본 역의 화산암류는 주성분 화학조성으로 볼 때, 현무암에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트 그리고 유문암에 이르는 넓은 성분 조성을 하며 전형적인 BAR조합을 나타낸다. 본 역의 화산암류는 칼크-알칼리암계열에 속하며, SiO2에 대한 K2O 성분에서 medium-K의 조성을 나타내고, La, Th 및 Nb 상관도에서 조산대안산암(orogenic andesite)의 영역에 도시된다. 미량원소 함량을 MORB값으로 표준화한 spider diagram에서 Sr, K, Rb, Ba, Th 등이 다른 원소에 비하여 상대적으로 높은 값을 가지는 반면, Nb, P, Ti, Cr의 함량이 낮은, 지판의 침강 섭입에 관련된 대륙연번부/도호의 조구적환경에 관련된 암석들에 나타나는 특징을 잘 나타낸다. 희토류원소를 chondrite로 표준화한 그림에서는 전체적으로 LREEs가 HREEs에 비하여 부화되어 있으며, 현무암에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트 및 유문암으로 감에따라 Eu의 '-'이상이 점진적으로 커지며, 변화패튼이 대체로 평행한 배영을 보여주므로 본 역의 암석들은 동원마그마에서 유래하였음을 알 수 있다. 지구조위치 판별도에서 본 역의 화산암류는 지판이 침강 섭입하는 지판경계부에서 생성된 마그마로부터 유래한 화산암의 조구적 위치 즉 정상적인 대륙연변호(normal continental margin arc)의 영역에 해당한다. 거제도지역의 화산암류는 약 10% 정도의 맨틀물질의 부분용융으로 형성된 현무암질 시원마그마가 생성되어 지각으로 상승하는 과정에서 분별되어 칼크-알칼리 안산암질 마그마가 형성되었으며, 이 마그마로부터 계속 분별결정작용, 동화작용 및 마그마 혼합 등의 과정을 거치면서 다양한 화산암류를 형성한 것으로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-12
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• 2000

경상분지내에 분포하는 백악기 현무암질 화산암류는 신동층군내에 하부로부터 칠곡현무암질암 및 청용사현무암질암이, 하양층군내에 학봉현무암질암류, 오십봉현무암, 세천동현무암질암류, 함안현무암질암류, 하마현무암질암류 및 채약산현무암질암류가 시·공간적으로 분산되어 퇴적암층내에 개재되는데 오십봉현무암과 채약산현무암질암류를 제외하면 층후 및 연장에 있어서 규모가 작은 것이 특징이며 칠곡현무암질암은 신라역암층내 역으로만 산출될 뿐 그 근원지는 밝혀지지 않는다. 영양소분지 지역에 분포하는 오십봉현무암과 세천동현무암질암류는 주성분 및 유동성이 적은 미량원소의 거동으로 보아 칼크알칼리계열의 특성이 잘 보존되어 있으나 칠곡현무암질암, 학봉현무암질암류, 함안현무암질암류 및 채약산현무암질암류는 주성분 화학조성상 알칼리계열암으로 분류되는 반면 미량성분 조성상 화산소환경의 칼크알카리계열의 마그마를 기원으로 하고 있다 한편 청용사현무암질암 및 하마현무암질암류는 주·미량성분상 공히 알칼리계열의 암석군으로 구분되며 판내부에서의 알카리계열의 화산 활동의 산물로서 상부대륙지각의 영향을, 특히 청용사현무암질의 경우 크게 받은 것으로 해석된다.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.343-352
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• 2009

특정 원자 중심의 정보를 제공해주는 고분해능 고상핵자기 공명 분광분석(NMR)은 현무암질 마그마를 포함한 대부분의 자연계의 다성분계 규산염 용융체의 원자 구조 분석에 적합하다. 본 연구에서는 일차원과 이차원 고상 NMR을 이용하여 현무암질 마그마의 모델 시스템인 CMAS (CaO-MgO-$Al_2O_3-SiO_2$) 비정질 규산염의 조성에 따른 원자 구조의 변화를 규명하였다. $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과 모든 조성에대해 $^{[4]}Al$ 피크가 지배적으로 나타나고 이는 $Al^{3+}$이 네트워크 형성 이온으로 작용한다는 것을 지시한다. $X_{MgO}$가 증가함에 따라 피크 위치가 음의 방향으로 4.7 ppm 이동하며 이는 조성에서 Si의 상대적인 양이 증가할수록 $Q^4$(4Si)가 증가하는 것을 의미하고 이를 통해 Al 주변의 산소가 모두 연결 산소(BO, bridging oxygen)임이 확인되었다. $^{17}O$ NMR 실험 결과 비정질 $CaMgSi_2O_6$에 있는 비연결 산소의 상대적 양이 $CaAl_2SiO_6$에 있는 비연결 산소보다 정성적으로 많은 것이 확인되었다. 모델 사성분계 비정질 알루미노규산염에 대한 $^{17}O$ 3QMAS NMR 실험결과 Al-O-Al, Al-O-Si, Si-O-Si의 연결 산소와 {Ca, Mg}-NBO의 원자 환경이 구별되며 이 실험 결과는 자연계에서 나타나는 다양한 조성의 다성분계 비정질에 대해서도 이차원 3QMAS NMR 실험을 이용하여 원자구조를 규명할 수 있는 가능성을 제시한다.

• 암석학회지
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• 제26권4호
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• pp.361-371
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• 2017

울릉도의 하부에 분포하는 도동현무암질암류에 대해 지구화학적 특징을 고찰하였다. 이 현무암질암류는 알칼리 현무암-조면현무암의 암질 범위를 가지며 알칼리 계열의 Na 계열과 K 계열에 거의 대등하게 도시된다. 미량원소(Zr, Nb, Y)를 이용한 현무암류의 생성 조구조환경 판별도에서, 이들은 판내 알칼리 현무암의 범주에 도시되고 해양도 현무암의 영역에 속한다. 지구화학적으로 울릉도는 동해생성 후에 동반된 암석권 맨틀의 신장 및 연약권 용승이 열원이 되어 부화된 암석권 맨틀의 부분용융을 초래하여 도동현무암질 마그마가 생성된 것으로 추론된다. 한편 맨틀 플륨이 암석권 맨틀 용융의 열원이 되었다는 것도 배제할 수 없다.

• 암석학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-21
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• 2011

한반도 남동부에 자리잡고 있는 제3기 분지 중에서 장기, 어일 분지에 대한 암석학적인 기재 및 지화학적 자료를 바탕으로 과거 조구조적 위치와 현무암질암을 생성한 기원마그마의 특성을 고찰하였다. 어일 현무암질 암내 사장석 반정에서는 여러 형태의 누대구조와 융식구조 및 체구조가 나타나며 반정의 성분변화에서 핵부분은 $An_{63.46-98.38}\;Ab_{1.62-32.96}\;Or_{0-3.58}$의 영역 (anorthite-labradorite)에 도시되고, 최외각은 $An_{40.89-82.44}\;Ab_{17.10-46.43}\;Or_{0-12.68}$의 영역 (bytownite-labradorite)에 해당한다. 주원소 분석결과, 이들 암석들은 현무암질 안산암 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. TAS도에 현무암과 현무암질 안산암의 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. $SiO_2$ 값이 커질수록 $Na_2O$와 $K_2O$는 증가하며 $TiO_2$, $FeO^*$, CaO, MgO, $P_2O_5$는 감소하는 경향을 보여준다. $K_2O-SiO_2$도표에서도 중-K계열의 칼크알칼리계열에 해당함을 보여준다. 미량원소 및 희토류 원소의 경향은 분화가 진행됨에 따라 Co, Ni, V, Zn, Sc 등과 같은 호정성 원소는 감소하고, Ba, Rb 등의 불호정성 원소들은 증가하는 특징을 보여준다. 0.81~1.00의 $Eu/Eu^*$값은 사장석 분별작용이 일부 암석에서는 거의 일어나지 않았거나 사장석의 분별이 약했다는 것을 시사한다. 동위원소 분석결과 $^{87}Sr/^{86}Sr$은 0.704090~0.704717, $^{143}Nd/^{144}Nd$은 0.512705~0.512822로서 Nd에 비해 Sr의 변화폭이 크지만 0.0007 내외의 변화폭을 보인다. 이러한 동위원소의 변화는 연구지역 현무암이 해양판의 섭입에 의해 결핍맨틀과 부화맨틀이 혼합되어 형성된 마그마에 기원함을 추정할 수 있게 한다. 동위원소비는 맨틀 경향에 잘 따르며 결핍맨틀(DMM)과 부화맨틀(EM)의 섞임 현상에 의한 맨틀조성을 갖는 마그마에 기원을 두고 있다.

• 암석학회지
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• 제19권1호
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• pp.67-87
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• 2010

철원분지 화산암류와 관입암류에 대해 암석기재와 화학분석을 하여 층서에 따른 조성변화, 이들의 조구적 위치와 암석성인을 고찰하였다. 화산암류는 궁평층 현무암, 금학산안산암, 유문암질 암층(동막골응회암, 유문암, 지장봉응회암) 순으로 놓이고, 관입암류는 보장산안산암, 화강반암과 산성암맥으로 구성된다. 이화산암류와 관입암류는 칼크알칼리 계열에 속하는 medium-K 내지 high-K 의 현무암, 안산암 및 유문암 계열을 나타낸다. 이들은 주원소와 미량원소가 하커도에서 $SiO_2$의 증가에 따라 대개 직선적인 조성변화를 보여준다. 거미도 패턴과 REE 패턴에서 불호정성원소와 희토류원소가 MORB보다 부화되며 후기층으로 가면서 LREE/HREE의 기울기가 커지고 Eu 부이상이 커지는 화산호의 화학적 특징을 보여준다. 조구조 판별도에서도 이들은 파괴성 판연변부의 조산대 즉 화산호 중에서 대륙호에 속한다. 이들에 의하면 최하부 현무암은 해양판이 대륙지각 아래의 맨틀 속으로 침강하는 섭입대에서 상부 맨틀이 함수유체를 공급받음으로써 부분용융되어 생성된 현무암질 칼크알칼리 마그마로부터 유래되었을 것으로 생각된다. 상부의 안산암과 유문암은 현무암질 마그마로부터 분별결정작용과 약간의 지각물질 혼염에 의해 안산암질 마그마를 거쳐 유문암질 마그마로 진화되었음을 암시한다. 각 화산암은 분화된 마그마가 밀도에 따라 천부 레벨로 순차적으로 상승한 챔버로부터 분출되었을 것이다.